特表 2024-506980 尿素製造プロセス及び並列ＭＰユニットを備えたプラント

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-15

(54)【発明の名称】尿素製造プロセス及び並列ＭＰユニットを備えたプラント

(51)【国際特許分類】

   C07C 273/04 20060101AFI20240207BHJP

【ＦＩ】

C07C273/04

【審査請求】有

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2023550289

(86)(22)【出願日】2022-02-22

(85)【翻訳文提出日】2023-08-21

(86)【国際出願番号】 NL2022050095

(87)【国際公開番号】W WO2022177438

(87)【国際公開日】2022-08-25

(31)【優先権主張番号】21158449.5

(32)【優先日】2021-02-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】512061836

【氏名又は名称】スタミカーボン・ベー・フェー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ヴィルヘルムス・ヒューベルテュス・ヘールツ

【テーマコード（参考）】

4H006

【Ｆターム（参考）】

4H006AA02

4H006AA04

4H006AC57

4H006BC11

4H006BC31

4H006BD84

4H006BE14

4H006BE41

(57)【要約】

本開示のいくつかの実施形態は、尿素含有生成物を製造するためのプラント及びプロセスに関する。プラントは、それぞれ尿素合成溶液の一部を受け取る中圧解離ユニット及び高圧ＣＯ_２ストリッパを備える。ストリッピングされた尿素溶液は、中圧処理ユニットで更に処理される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

尿素含有生成物を製造するためのプラントであって、前記プラントは、ＨＰストリッパ（ＨＰＳ）と、ＮＨ_３及びＣＯ_２から尿素を形成するための反応器（ＨＰＲ）と、ＨＰカルバメート凝縮器（ＨＰＣＣ）と、を備えた高圧（ＨＰ）合成部（ＨＰＳＳ）を備えた尿素製造部（ＵＰＳ）を備え、前記反応器及び前記ＨＰカルバメート凝縮器は、任意に組み合わされ、前記尿素製造部は、中圧（ＭＰ）処理ユニット（ＭＰＴＵ）と、ＭＰ解離器（ＭＰＤ）と、ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）と、を更に備え、
前記反応器は、前記ＨＰストリッパに接続された第１の液体流路（１ａ）に接続された尿素合成溶液（１）の出口を有し、前記出口はまた、前記ＭＰ解離器（ＭＰＤ）に接続された第２の液体流路（１ｂ）に接続され、
前記ＨＰストリッパは、ストリップガスとしてのＣＯ_２供給物のための入口を有し、
前記プラントは、前記ＨＰストリッパ（ＨＰＳ）から前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）へのストリッピングされた尿素溶液（２）のための液体流路と、前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）から前記ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）への第１のＭＰガス流（４）のためのガス流路と、前記ＭＰ解離器（ＭＰＤ）から前記ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）への第２のＭＰガス流（５）のためのガス流路と、を備える、プラント。

【請求項2】

前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）及び前記ＭＰ解離器（ＭＰＤ）は、並列に配置されている、請求項１に記載のプラント。

【請求項3】

前記ＭＰ解離器（ＭＰＤ）は、加熱流体として蒸気を使用する熱交換器である、請求項１又は２に記載のプラント。

【請求項4】

前記第２の液体流路は、前記ＨＰストリッパを迂回している、請求項１～３のいずれか一項に記載のプラント。

【請求項5】

前記プラントは、硝酸をアンモニアで中和して硝酸アンモニウムを形成するように構成され、硝酸の入口と、前記ＭＰ処理ユニットの尿素溶液の出口の下流にある前記尿素製造部に含まれるユニットからのアンモニア含有ガスの入口と、を有する中和部を備える硝酸アンモニウム部（ＡＮ）を更に備え、前記プラントは、低圧（ＬＰ）解離器（ＬＰＤ）、及び前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）から前記ＬＰ解離器へのＭＰ尿素溶液（７）のための液体流路（７）と、前記ＬＰ解離器から前記中和部へのアンモニア含有ＬＰガス（１２）のためのガス流路（１２）と、を更に備える、請求項１～４のいずれか一項に記載のプラント。

【請求項6】

前記プラントは、前記ＭＰ解離器（ＭＰＤ）から前記ＬＰ解離器又は追加のＬＰ解離器への液体流路（８）を更に備え、前記追加のＬＰ解離器は、ＬＰ尿素溶液の出口と、前記中和部に接続された第２のアンモニア含有ＬＰガス流の出口と、を有する、請求項５に記載のプラント。

【請求項7】

前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）は、前記ストリッピングされた尿素（２）溶液を受け入れ、前記第１のＭＰガス流（４）の出口と、ＭＰ尿素溶液（７）の出口と、を有するＭＰフラッシュ容器（ＭＰＦ）を備える、請求項５又は６に記載のプラント。

【請求項8】

前記ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）のカルバメート溶液（９）の液体出口が、前記ＨＰ合成部への再循環流路に接続されている、請求項１～７のいずれか一項に記載のプラント。

【請求項9】

前記プラントは、尿素溶液（１１ａ）から水を除去するための前蒸発器（ＰＥＶ）を備え、前記ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）は、前記前蒸発器（ＰＥＶ）と熱を交換するための熱交換壁を備え、
好ましくは、前記プラントは、チューブ側及びシェル側を有するシェルアンドチューブ式熱交換器を備え、前記チューブ側は、前記前蒸発器（ＰＥＶ）を提供し、前記シェル側は、前記ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）の少なくとも一部を提供する、請求項１～８のいずれか一項に記載のプラント。

【請求項10】

前記プラントは、ＨＰ尿素合成溶液のための流路の前記第１の液体流路及び前記第２の液体流路へのスプリットを備え、好ましくは、前記スプリットは、バルブを含む、請求項１～９のいずれか一項に記載のプラント。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか一項に記載のプラントで行われる尿素含有生成物を製造するためのプロセスであって、前記プロセスは、
－ＮＨ_３供給物とＣＯ_２供給物とを前記反応器内で反応させて、尿素合成溶液を生じさせるステップと、
－前記尿素合成溶液を、少なくとも第１の部分と第２の部分とに分流するステップと、
－前記第１の部分を前記ＨＰストリッパに供給し、それによってストリッピングされた尿素溶液を得るステップと、
－前記ストリッピングされた尿素溶液を、前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）内で中圧での処理に供して、前記第１のＭＰガス流（４）を生じさせるステップと、
－前記ＭＰ解離器（ＭＰＤ）中で前記第２の部分を中圧解離に供して、前記第２のＭＰガス流（５）及びＭＰ尿素溶液を生じさせるステップと、
－前記第１のＭＰガス流及び第２のＭＰガス流を少なくとも部分的に前記ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）に供給するステップと、を含む、プロセス。

【請求項12】

ＮＨ_３及びＣＯ_２は、ＮＨ_３対ＣＯ_２のモル比が２．０未満で、前記ＭＰ処理ユニット内の前記ストリッピングされた尿素溶液から除去される、請求項１１に記載のプロセス。

【請求項13】

前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）における前記処理は、前記ストリッピングされた尿素溶液（２）の実質的な断熱フラッシングを伴い、前記第１のＭＰガス流（４）を生じさせる、請求項１１又は１２に記載のプロセス。

【請求項14】

前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）から直接的又は間接的に受け取った尿素溶液（７）を低圧解離に供してＬＰ尿素溶液（１１）及びアンモニア含有ＬＰガス（１２）を生じさせるステップと、前記アンモニア含有ＬＰガス（１２）を使用して硝酸を中和して硝酸アンモニウムを形成するステップと、を更に含む、請求項１１～１３のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項15】

尿素含有生成物を製造するための既存のプラントを改変する方法であって、前記既存のプラントは、ＨＰストリッパ（ＨＰＳ）と、ＮＨ_３及びＣＯ_２から尿素を形成するための反応器（ＨＰＲ）と、ＨＰカルバメート凝縮器（ＨＰＣＣ）と、を備えた高圧（ＨＰ）合成部（ＨＰＳＳ）を備えた尿素製造部（ＵＰＳ）を備え、前記反応器及び前記ＨＰカルバメート凝縮器は、任意に組み合わされ、前記ＨＰストリッパは、ストリップガスとしてのＣＯ_２供給物のための入口を有し、
前記方法は、
－前記既存のプラントにまだ存在していない場合、ＭＰ解離器（ＭＰＤ）と、ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）と、尿素合成溶液（１）の出口から前記ＭＰ解離器（ＭＰＤ）への接続と、
－中圧（ＭＰ）処理ユニット（ＭＰＴＵ）、及び前記ＨＰストリッパ（ＨＰＳ）から前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）へのストリッピングされた尿素溶液（２）のための液体流路と、前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）から前記ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）への第１のＭＰガス流（４）のためのガス流路と、
－前記プラントにまだ存在していない場合、前記ＭＰ解離器（ＭＰＤ）から前記ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）までの第２のＭＰガス流（５）のためのガス流路と、を追加することを含み、それによって、好ましくは、請求項１に記載のプラントを得る、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＮＨ_３及びＣＯ_２からの尿素の製造に関する。

【0002】

導入
尿素プラントは、多くの場合、高圧（ＨＰ）ストリッパ、例えば、ＣＯ_２供給物の少なくとも一部をストリップガスとして使用する高圧（ＨＰ）ストリッパを備えたタイプである（例えば、Ｓｔａｍｉｃａｒｂｏｎ ＣＯ_２ストリッピングプロセス）。ＣＯ_２ストリッピングタイプの尿素プロセスの例示的なプロセススキームは、Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐａｅｄｉａ、尿素章、２０１０、図１６に示されている。ＨＰストリッパは、例えば８０％のストリッピング効率で動作され、加熱流体としての蒸気に対する対応する需要を有する。

【0003】

特許文献１は、高価な高圧装置を改変又は交換することなく、既存の施設の容量を拡張することが限られた範囲内でのみ可能であるという事実の主な原因が、ＨＰストリッピング工程及びＨＰ凝縮工程にあると述べている。特許文献１は、尿素合成溶液の一部が合成ゾーンから１ＭＰａ～４ＭＰａの圧力で動作する中圧処理ゾーンに移送され、他の部分がＨＰストリッパに送られるようにプラントを改変することによってプラントの容量を増加させることを提案している。特許文献１は、中圧処理ゾーンが、中圧解離器からのガス流及び中圧ストリッパからのガス流を受け入れる中圧カルバメート凝縮器ＭＣＣを備えたプラントを示している。中圧ストリッパは、中圧解離器からの液体及びＣＯ_２供給物の一部を受け取る。中圧解離器は、尿素反応器から直接液体を受け取る。高圧ストリッパからのストリッピングされた尿素溶液は、低圧回収部に直接供給される。

【0004】

特許文献２は、尿素及び尿素硝酸アンモニウムの製造のための統合システムを記載しており、当該システムは、（ｉ）尿素の製造のためのユニットであって、当該ユニットは、尿素合成ループを形成するように互いに流体連通している反応器、ストリッパ、及び凝縮器を備える尿素合成部と、合成部の下流に、それと流体連通している、ＣＯ_２及びＮＨ_３を、当該ＣＯ_２及びＮＨ_３を含む尿素水溶液から分離するのに適した尿素精製部と、を備えるユニットと、（ｉｉ）アンモニア及び硝酸から硝酸アンモニウムを製造するためのユニットと、を備え、尿素プラントの精製部からのＮＨ_３の出口は、硝酸アンモニウムの製造のためのユニットのＮＨ_３の入口に接続され、精製部からの尿素溶液の出口及び硝酸アンモニウムの製造のためのユニットからの硝酸アンモニウム水溶液の出口は、当該尿素溶液と当該硝酸アンモニウム水溶液とを混合するためのユニットに接続されている。

【0005】

特許文献３は、尿素及び硝酸尿素アンモニウムを製造するための統合プロセスを記載している。

【0006】

特許文献４には、ＨＰＣＯ_２ストリッパを用いた尿素製造プロセスが記載されており、このプロセスでは、ストリッパから出る尿素溶液は、断熱膨張に供され、蒸気と液体とが生成され分離されて、液体は第１の回収部に入り、蒸気は凝縮される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００４／０１１６７４３号明細書

【特許文献2】欧州特許出願公開第３２７４２９７号明細書

【特許文献3】欧州特許出願公開第３５４１７８０号明細書

【特許文献4】米国特許出願公開第２０１２／０３０２７８９号明細書

【特許文献5】米国特許第５７６７３１３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

産業プラントからのＣＯ_２排出量は、多くの場合、環境上の理由から制限されているか、又は排出許可が必要であるが、たとえ排出許容量が取引可能であっても、ＣＯ_２排出量はコストを増加させる可能性がある。

【0009】

特に大規模プラントでは、エネルギー効率の良い尿素製造プロセスが依然として求められている。また、ＣＯ_２排出量が少なく、エネルギー消費量が少ない尿素と硝酸アンモニウムとの統合生産プロセスも求められている。対応するプラント及び既存のプラントを改変する方法に対する要望も存在する。本発明は、尿素及び硝酸アンモニウムの一体生産のためのプロセスに限定されず、尿素のみが製造される実施形態も含む。好ましい実施形態では、所望のエネルギー節約が達成され得る。改善されたエネルギー効率、及び尿素及び硝酸アンモニウムの一体生産は、本発明の一部の実施形態の好ましい目的であるが、必ずしも全ての実施形態の目的ではない。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、第１の態様において、尿素含有生成物を製造するためのプラントに関し、このプラントは、ＨＰストリッパと、ＮＨ_３及びＣＯ_２から尿素を形成するための反応器と、ＨＰカルバメート凝縮器と、を備えた高圧（ＨＰ）合成部を備えた尿素製造部を備え、反応器及びＨＰカルバメート凝縮器は、任意に組み合わされ、尿素製造部は、中圧（ＭＰ）処理ユニットと、ＭＰ解離器と、ＭＰ凝縮部と、を更に備え、反応器は、ＨＰストリッパに接続された第１の液体流路に接続された尿素合成溶液の出口を有し、当該出口はまた、ＭＰ解離器に接続された第２の液体流路に接続され、ＨＰストリッパは、ストリップガスとしてのＣＯ_２供給物のための入口を有し、プラントは、当該ＨＰストリッパから当該ＭＰ処理ユニットへのストリッピングされた尿素溶液のための液体流路と、ＭＰ処理ユニットからＭＰ凝縮部への第１のＭＰガス流のためのガス流路と、ＭＰ解離器からＭＰ凝縮部への第２のＭＰガス流のためのガス流路と、を備える。

【0011】

好ましくは、プラントは、低圧（ＬＰ）解離器と、ＭＰ処理ユニットから当該ＬＰ解離までのＭＰ尿素溶液のための液体流路と、を更に備える。

【0012】

好ましくは、プラントは、アンモニアで硝酸を中和して硝酸アンモニウムを形成するように構成され、硝酸の入口と、アンモニア含有ガスの入口と、を有する中和部を備える硝酸アンモニウム（ＡＮ）部を備える。好ましくは、プラントは、当該好ましいＬＰ解離器から当該中和部までのアンモニア含有ＬＰガスのためのガス流路を備える。

【0013】

本発明は更に、当該第１の態様に従ってプラントで行われる尿素含有生成物を製造するためのプロセスに関し、プロセスは、当該反応器内でＮＨ_３供給物とＣＯ_２供給物とを反応させて、尿素合成溶液を生じさせるステップと、当該尿素合成溶液を少なくとも第１の部分及び第２の部分に分流するステップと、当該第１の部分を当該ＨＰストリッパに供給し、それによってストリッピングされた尿素溶液を得るステップと、当該ストリッピングされた尿素溶液を当該ＭＰ処理ユニット内で中圧での処理に供して当該第１のＭＰガス流を生じさせるステップと、当該第２の部分を当該ＭＰ解離器内で中圧解離に供して、当該第２のＭＰガス流及びＭＰ尿素溶液を生じさせるステップと、当該第１のＭＰガス流及び第２のＭＰガス流を当該ＭＰ凝縮部に少なくとも部分的に供給するステップと、を含む。

【0014】

本発明はまた、尿素含有生成物を製造するための既存のプラントを改変する方法に関する。好ましくは、既存のプラントは、ＨＰストリッパと、ＮＨ_３及びＣＯ_２から尿素を形成するための反応器と、ＨＰカルバメート凝縮器と、を備えた含む高圧（ＨＰ）合成部を備えた尿素製造部を備え、反応器及びＨＰカルバメート凝縮器は、任意に組み合わされ、ＨＰストリッパは、ストリップガスとしてのＣＯ_２供給物のための入口を有する。この方法は、ＭＰ解離器とＭＰ凝縮部、及び尿素合成溶液の出口からＭＰ解離器への接続とを、既存のプラントにまだ存在していない場合に追加することを含む。この方法はまた、中圧（ＭＰ）処理ユニットと、当該ＨＰストリッパから当該ＭＰ処理ユニットへのストリッピングされた尿素溶液のための液体流路と、ＭＰ処理ユニットからＭＰ凝縮部への第１のＭＰガス流のためのガス流路と、第２のＭＰガス流のためのガス流路がプラント内にまだ存在していない場合、ＭＰ解離器からＭＰ凝縮部への第２のＭＰガス流のためのガス流路と、を追加することを含む。改変されたプラントは、好ましくは、本発明の第１の態様によるプラントである。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明による例示的なプラント及びプロセスを概略的に示す。

【図2】本発明による例示的なプラント及びプロセスの詳細を概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図に例示される任意の実施形態は、単なる例であり、本発明を限定するものではない。

【0017】

本開示の尿素製造プラント及びプロセスは、概して、反応器から尿素合成溶液を受け取るＭＰ解離器、及びＨＰストリッパからストリッピングされた尿素溶液を受け取るＭＰ処理ユニットを使用することの賢明な洞察に基づいており、少なくともＭＰ解離器からのガス流及びＭＰ処理ユニットからのガス流は、ＭＰ凝縮部に直接的又は間接的に供給される。当該ＭＰ凝縮部では、ガス流は、少なくとも部分的に凝縮されて、カルバメート溶液を生成する。特に、ＭＰ解離器からのガス流は、ＭＰ凝縮部において少なくとも部分的に凝縮され、ＭＰ処理ユニットからのガス流は、当該ＭＰ凝縮部において少なくとも部分的に凝縮され、好ましくは、当該ガス流は両方とも、同じ凝縮器において少なくとも部分的に凝縮され、凝縮器は、例えば、熱交換器である。

【0018】

ＭＰ処理ユニットからＭＰ凝縮部にガス流を供給することは、有利にも、ＭＰ処理ユニットの液体（すなわち、尿素溶液）のための出口の下流の１つ以上のユニットからのＣＯ_２排出量をより少なくすることに寄与し得る。ＭＰ処理ユニットからＭＰ凝縮部にガス流を供給することは、有利なＮ／Ｃ比でＭＰ凝縮部内のカルバメートを凝縮することに寄与し得る。

【0019】

ＭＰ処理部からＭＰ凝縮部にガス流を供給することによって、有利にも、ＭＰカルバメート溶液の一部として、比較的より多くのＣＯ_２がＨＰ合成部に再循環され得る。これにより、ＣＯ_２回収率が改善され、好ましい硝酸アンモニウム（ＡＮ）部からの排出が低減される。

【0020】

有利なことに、ＨＰストリッパの蒸気消費は、ＭＰ処理ユニットがそのＭＰ処理ユニットに供給される尿素溶液を処理することによって低減され得る。

【0021】

ＭＰ凝縮部がＭＰ解離器及びＭＰＣＯ_２供給物からガスのみを受け取るプロセスと比較して、有利にも、より多くのＣＯ_２をＨＰストリッパに送ることができる。これは、ＨＰストリッパの蒸気消費量の低減に更に寄与し得る。ＨＰストリッパの蒸気消費量はより低いことが一般に望ましく、プラントのより高いエネルギー効率に寄与する。

【0022】

ＨＰストリッパのサイズは、本発明のプラントにおける尿素の総生産能力と比較して、相対的に小さいことが有利であり得る。

【0023】

ＭＰ解離器とＭＰ処理ユニットとは、プラント内に並列に配置されている。

【0024】

ＨＰ合成部は、ＨＰストリッパと、ＨＰ反応器と、ＨＰカルバメート凝縮器と、を備える。ストリッパは、ＣＯ_２ストリッパである。プラントは、反応器からＨＰストリッパへの第１の液体流路と、反応器からＭＰ解離器への第２の液体流路と、を備える。ＨＰ合成部は、例えば、ＨＰカルバメート凝縮器に、ＮＨ_３供給物のため入口を備える。

【0025】

反応器は、ＮＨ_３及びＣＯ_２から尿素を形成するように構成され、尿素合成溶液のための出口を有する。尿素合成溶液は、例えば、２．８５～３．３のＮ／Ｃ比を有する。反応器は、尿素合成圧力、すなわちＨＰ、及び尿素合成温度、例えば、１００バール超、例えば、１２０バール～３００バール、例えば、１２０バール～２００バールで、及び／又は例えば、１６０℃～２４０℃の温度、好ましくは１７０℃～２２０℃の温度で動作される。

【0026】

反応器は、例えば、トレイを備えた垂直反応器であり、供給物入口は底部にあり、尿素合成溶液は、例えば、下降管を使用して、垂直反応器の上部から引き出される。

【0027】

例えば、反応器は、ガス（いわゆる不活性物）のための別個の出口を有する。不活性物は、例えば、好ましいＡＮ部に直接的又は間接的にガス流として供給される。不活性物は、例えば、供給物流に由来し、例えば、Ｎ_２を含む。反応器のガス出口からのガス流は、例えば、ＮＨ_３も含む。

【0028】

尿素製造プラントは、直列の１つ以上の反応器、例えば、第１の反応器及び後反応器を備えてもよい。後反応器は、例えば、反応器流出物を受け入れ、第１の流路と第２の流路、すなわち、第１の液体流路と第２の液体流路との間のスプリットに接続された液体出口を有する。尿素製造プラントはまた、並列の１つ以上の反応器を備えてもよい。

【0029】

反応器及びＨＰカルバメート凝縮器は、任意に、単一の容器内で組み合わされる。一例は、特許文献５に記載されているような一体型反応器／凝縮器である。例示的な一体型凝縮器／反応器は、単一の容器に組合わされた反応ゾーン及び凝縮ゾーンを備える。凝縮ゾーンは、例えば、チューブ束などの熱交換面を含む。反応ゾーンは、例えば、バッフルを含む。反応ゾーンは、典型的には、容器内の凝縮ゾーンの下流に配置される。例示的な一体型凝縮器／反応器は、水平容器と、チューブ内に冷却流体及びシェル空間内にプロセス媒体を受け入れるように構成されたチューブ束と、を備える。

【0030】

反応器は、ＨＰストリッパへの第１の液体流路、及びＭＰ解離器への第２の液体流路に直接的又は間接的に接続された尿素合成溶液の出口を有する。第２の液体流路は、ＨＰストリッパを迂回している。プラントは、例えば、バルブを使用した、ＨＰ尿素合成溶液の流路の第１の流路及び第２の流路へのスプリットを備える。典型的には、プラントは、当該第１の液体流路及び当該第２の液体流路へのＨＰ尿素合成溶液のための流路のスプリット、すなわち分流器を備える。ＨＰ尿素合成液の流路は、反応器の尿素合成液の出口に接続されている。尿素合成溶液のスプリット又は分流は、高圧で行われる。第１の液体流路及び第２の液体流路は、両方とも、ＨＰでの液体流に使用される。ＭＰ解離器に接続された第２の液体流路は、典型的には、尿素溶液をＨＰからＭＰに膨張させるための膨張バルブを含む。

【0031】

ＨＰ尿素合成溶液のスプリット比は、好ましくは、例えば、起動中に、又は柔軟な方法で尿素製造を増加又は減少させるために調整され得る。例えば、尿素製造を減少させるために、ＭＰ解離器を停止させることができる。

【0032】

尿素合成溶液は、尿素、水、カルバミン酸アンモニウム、及びアンモニアを含む。

【0033】

ＨＰストリッパは、ストリップガスとしてのＣＯ_２供給物のための入口を有し、ストリッピングされた尿素溶液のための出口、及びガス流のための出口を有する。プラントは、好ましくはＣＯ_２ストリッピングタイプである。尿素、水、カルバメート及びアンモニアを含むストリッピングされた尿素溶液は、ＭＰ処理ユニットに供給される。

【0034】

ＨＰカルバメート凝縮器（ＨＰＣＣ）は、典型的には、原料ＮＨ_３供給物の少なくとも一部、好ましくは全てを受け取る。ＨＰＣＣは、ＨＰストリッパからガス流の少なくとも一部、例えば全てを受け取る。ＨＰカルバメート凝縮器は、反応器の入口に接続された凝縮カルバメートを含む流れのための出口を有し、複合型凝縮器／反応器では、凝縮ゾーンは、反応ゾーンと流体接続されている。

【0035】

尿素生成部は、ＣＯ_２供給物流を尿素合成圧力に圧縮するＣＯ_２圧縮機を備えてもよい。圧縮機は、例えば、多段圧縮機である。ＣＯ_２は、例えば、合成ガスプラントから、例えば、バッテリリミットで比較的低い圧力（例えば、２０バール未満）で入手可能である。合成ガスプラントは、例えば、蒸気改質器と、水性ガスシフト反応器と、ＣＯ_２除去ユニットと、を備える。合成ガスプラントはまた、アンモニアプラントで使用されるＨ_２を製造し得る。尿素プラントのＮＨ_３供給物は、当該アンモニアプラントに由来してもよい。ＣＯ_２供給物流及びＮＨ_３供給物流の他の供給源も可能である。

【0036】

一般に、本発明の様々な実施形態では、ＨＰストリッパは、例えば、チューブにストリップされる尿素溶液を供給するためにストリッパの上部に設けられた入口と、底部にストリッピングされた尿素溶液のための出口と、ストリッパの上部に混合ガス流のための出口と、を備えた垂直シェルアンドチューブ式熱交換器を備える。ＨＰストリッパは、ＣＯ_２ストリッパタイプであり、底部にストリップガスとして使用されるＣＯ_２供給物用の入口を有する。混合ガス流は、ＨＰカルバメート凝縮器内で凝縮され、反応器に供給されるカルバメートを含有する高圧再循環流となる。単一の容器内の複合型反応器／凝縮器の場合、これは、凝縮部から容器内の反応器部への凝縮物の輸送、特に、容器内のカルバメート含有液体の凝縮ゾーンから反応ゾーンへの流れを伴ってもよい。

【0037】

ＨＰストリッパは、典型的には、尿素溶液とストリップガス流とを向流接触させるように構成された装置である。通常、ＨＰストリッパは、チューブ内の尿素溶液及びストリップガス流で構成され、熱はシェル側の蒸気によって供給される。本発明では、ＨＰストリッパは、原料ＣＯ_２供給物の全部又は一部をストリップガスとして使用する。ＣＯ_２をストリップガスとして使用してストリッピングすることにより、尿素溶液のＮ／Ｃ比が低下する。ストリッピングされた尿素溶液は、尿素合成溶液よりも低いＮ／Ｃ比、例えば、１．５～２．５の範囲、又は２．０～２．５の範囲などの、３．０未満、２．７未満、又は２．５未満のＮ／Ｃ比を有する。

【0038】

ＭＰ凝縮部のＭＰカルバメート溶液のための液体出口がＨＰ合成部への液体流路に接続され、それによってＨＰ合成部へのカルバメート溶液の再循環を提供する好ましい実施形態では、ＨＰストリッパは、例えば、６０％～８０％、例えば、６５％～７５％の範囲のストリッピング効率α、例えば、約７０％のストリッピング効率αで動作される。ＭＰ凝縮部からのカルバメート溶液が、例えば、溶液を追加の尿素合成部に供給することによって、他の方法で取り除かれる実施形態では、ストリッピング効率は、例えば、最大９２％の範囲であり得る。

【0039】

有利なことに、ＨＰストリッパは、ＭＰ処理ユニットがストリッピングされた尿素溶液を受け入れ、その尿素溶液の精製に使用されるので、比較的低いストリッピング効率で動作することができ、それによってＨＰストリッパ内の蒸気消費量が比較的少なくできる。

【0040】

本発明のプラント及びプロセスにおいて、ＨＰカルバメート凝縮器（ＨＰＣＣ）は、例えば、シェルアンドチューブ式熱交換器である。ＨＰＣＣは、例えば、垂直凝縮器又は水平凝縮器である。ＨＰＣＣとしてのシェルアンドチューブ式熱交換器は、シェル側空間内にプロセス媒体（特に、凝縮されるガス）及びチューブ内に冷却流体、又はチューブ内にプロセス媒体及びシェル側空間内に冷却流体を有して動作される。

【0041】

いくつかの実施形態では、ＨＰＣＣは、例えば、シェル内に冷却流体を有する降下薄膜カルバメート凝縮器である。更なる実施形態では、ＨＰＣＣは、例えば、浸漬凝縮器である。ＨＰＣＣは、例えば、水平Ｕ字型チューブ束、シェル側にプロセス媒体を有し、かつ浸漬チューブ束を備えたシェルアンドチューブ式凝縮器であり、例えば、プール凝縮器である。ＨＰＣＣは、例えば、Ｕ字型チューブ束又は直線チューブ束を備える。ＨＰＣＣは、任意に、プール凝縮器ゾーン及び反応器ゾーンを備える、プール反応器である。プール反応器は、例えば、シェル空間内にバッフルを備える。

【0042】

ＨＰＣＣはまた、例えば、シェル空間へのＮＨ_３供給物のための入口を備える。

【0043】

ＭＰ処理ユニットは、ストリッピングされた尿素溶液を、ＭＰへの膨張及び気体／液体分離を含む処理に供して、第１のＭＰガス流及び第１のＭＰ尿素溶液を生じさせるように構成され、処理は、任意に、加熱も含む。いくつかの実施形態では、ＭＰ処置は、実質的に断熱的であるか、又は断熱的である。いくつかの実施形態では、ＭＰ処理ユニットは、ＣＯ_２供給物流などのガス流の入口を有し、ＭＰ処理ユニットにおける処理は、任意に、加熱が有る、又は無しで、尿素溶液をガス流と接触させることを含む。

【0044】

ＭＰ処理ユニットにおける処理は、溶液から少なくとも一部のＮＨ_３及びＣＯ_２を除去すること及び／又はカルバメートをＮＨ_３及びＣＯ_２に分解すること、並びに溶液からＮＨ_３及びＣＯ_２を除去することを行って、ストリッピングされた尿素溶液を精製することによって、第１のＭＰガス流を生じさせる。第１のＭＰガス流は、ＮＨ_３及びＣＯ_２を含む。

【0045】

いくつかの任意の実施形態では、ＭＰ処理ユニット内のストリッピングされた尿素溶液を、ＣＯ_２供給物流の一部と向流接触させることが使用される。この接触は、任意に、ＭＰ処理ユニット内の尿素溶液を加熱することと組み合わされる。

【0046】

例えば、加熱流体、例えば蒸気との間接熱交換を使用して、ＭＰで動作されるＭＰ処理ユニット内でストリッピングされた尿素溶液を加熱することは、ストリッピングされた尿素溶液からのＮＨ_３及びカルバミン酸アンモニウムのより完全な除去に寄与し得る。

【0047】

ＭＰ処理ユニットのストリッピングされた尿素溶液からカルバミン酸アンモニウムを除去することは、尿素製造部に結合されたＡＮ中和部からのＣＯ_２排出量の削減に寄与し得る。それによって、ＣＯ_２回収率が、ＭＰ処理ユニット及びＭＰ凝縮部への第１のＭＰガス流の供給によって改善される。

【0048】

好ましくは、ＭＰ処理ユニットは、尿素溶液をフラッシングする、より好ましくは（実質的に）断熱フラッシングするために構成される。いくつかの実施形態では、ＭＰ処理ユニットは、ＭＰフラッシュ容器である。

【0049】

有利にも、好ましい（実質的に）断熱的にＭＰフラッシュ容器（ＭＰＦ）内でＨＰからＭＰにフラッシングすることによって、第１のＭＰガス流は、２．０未満、例えば、０．８～１．２の範囲、及び／又はＨＰストリッピングされた尿素溶液のＮ／Ｃ比よりも低いなどの低いＮＨ_３：ＣＯ_２モル比を有する。第１のＭＰガス流は、有利にも、ＭＰ凝縮部がより有利なＮ／Ｃ比で動作し得るように、比較的高いＣＯ_２濃度を有してもよい。

【0050】

いくつかの実施形態では、ＮＨ_３及びＣＯ_２は、ＭＰフラッシュ容器内の尿素溶液から、０．８～１．２の範囲のモル比などの２．０未満のＮＨ_３対ＣＯ_２のモル比で除去される。ＣＯ_２がガス流に添加される場合、第１のＭＰガス流は、ＮＨ_３対ＣＯ_２のモル比が更に低くてもよい。

【0051】

ＭＰ処理ユニットは、例えば、好ましいフラッシュ容器内、例えば、ガスのための上部出口及び液体のための底部出口を有するゾーン又はフラッシュ容器によって、気体／液体分離ゾーンを備え、ここで液体は尿素溶液である。

【0052】

ＭＰ処理ユニットは、例えば、尿素溶液を高圧から中圧、例えば１０バール～５０バール、例えば１５バール～４０バールの圧力まで膨張させるために使用される。ＭＰ処理ユニットは、例えば、ＭＰ凝縮部の圧力よりも少なくとも１．０バール高い圧力、例えば、２バール～１０バール高い圧力で動作される。

【0053】

好ましいＭＰフラッシュ容器内のフラッシュの好ましい断熱的性質は、形成されたガス流の低いＮ／Ｃ比（ＮＨ_３対ＣＯ_２のモル比）に有利に寄与する。特に、断熱圧力低下すると、ＣＯ_２は、ＣＯ_２ ＨＰストリッパから尿素溶液を出て行く程度がＮＨ_３よりも多い。

【0054】

第１のＭＰガス流は、好ましくは２．０未満、例えば、０．９～１．２、例えば、約１．０などの０．５～１．５のＮ／Ｃモル比（ＮＨ_３対ＣＯ_２モル比）を有する。第１のＭＰガス流は、好ましくは２．０未満、例えば、０．９～１．２、例えば約１．０などの０．５～１．５のモル比でＮＨ_３及びＣＯ_２を含有する。第１のガス流は、例えば、約４０重量％～５０重量％のＮＨ_３、約４０重量％～５０重量％のＣＯ_２、例えば、１０重量％～２０重量％のＨ_２Ｏを含み、これらの範囲は、ＣＯ_２が第１のＭＰガス流に添加される場合に、尿素溶液の液相から除去された成分にも適用され得る。ＭＰカルバメート凝縮器によって、すなわち凝縮器の入口で受け取られる第１のガス流は、好ましくは、そのようなＮ／Ｃモル比（ＮＨ_３対ＣＯ_２のモル比）を有し、好ましくは、例えば、約４０重量％～５０重量％のＮＨ_３、約４０重量％～５０重量％のＣＯ_２、及び例えば１０重量％～２０重量％のＨ_２Ｏを含む。

【0055】

ＭＰ解離器（ＭＰＤ）は、尿素合成溶液の一部を受け取るための第２の液体流路に接続された入口と、第２のＭＰガス流のための出口と、ＭＰ尿素溶液のための出口と、を有する。ＭＰは、典型的には、尿素合成溶液に含まれるカルバメートを解離するための間接的な熱交換のために、加熱流体、例えば蒸気を使用する熱交換器である。ＭＰ解離器中の加熱流体として蒸気を使用することは、特にＭＰ解離器の入口でのＮ／Ｃ比とは無関係に尿素溶液から十分なカルバメートを確実に除去する大きな柔軟性の利点を提供する。ＭＰ解離器は、例えば、シェル内に蒸気を有し、チューブ内に尿素溶液を有するシェルアンドチューブ式熱交換器である。ＭＰ解離器は、例えば、尿素溶液のために、シェルアンドチューブ式熱交換器部分の上流に配置された整流部を含み、整流部は、ＨＰからＭＰに膨張させた尿素溶液の気体／液体分離、及び尿素溶液と熱交換部分からのガス流との間の向流接触のために構成される。これは、尿素溶液からのカルバメートの良好な除去に寄与する。

【0056】

ＭＰ解離器の出口におけるＭＰ尿素溶液は、例えば、少なくとも４のＮ／Ｃ比を有する。ＭＰ解離器からの第２のＭＰガス流は、例えば、少なくとも２．５のＮ／Ｃ比を有する。

【0057】

いくつかの実施形態では、ＭＰ解離器は、ＨＰストリッパから間接的に得られた尿素溶液などの他の尿素溶液流も受け取る。

【0058】

ＭＰ解離器は、例えば、シェルアンドチューブ式熱交換器であり、例えば、加熱流体として蒸気を使用する。例えば、ＭＰ解離器は、チューブ内に尿素溶液を有し、上部に整流ユニットを有する垂直シェルアンドチューブ式熱交換器である。

【0059】

第２のＭＰガス流は、ＭＰ解離器からＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）に供給される。ＭＰ凝縮部は、カルバメート溶液用の液体出口を有する。

【0060】

プラントは、ＭＰ処理ユニットから直接的又は間接的に、好ましくは直接的にＭＰ凝縮部までの第１のＭＰガス流のためのガス流路を備え、その結果、当該ガスの少なくとも一部、好ましくは全てが、ガスとしてＭＰ凝縮部に輸送される。このようにして、有利にも、ストリッピングされた尿素溶液に含まれるＣＯ_２は、ＭＰ凝縮部を使用して回収されてもよい。

【0061】

好ましい（実質的に）断熱フラッシュを有する実施形態では、フラッシュからの蒸気の少なくとも一部を使用して、ＭＰ凝縮部のＮ／Ｃ比を補正する（減少させる）ことができる。ＭＰ凝縮部における第１のＭＰガス流及び第２のＭＰガス流の複合カルバメート凝縮は、形成された凝縮物、すなわちカルバメート溶液の２に近い最適なＮ／Ｃ比を提供する。それによって、カルバメート溶液の形態のＣＯ_２の回収が可能になる。カルバメート凝縮はまた、ＭＰ凝縮部において、有利な比較的低いＮ／Ｃ比で、比較的高い温度（より高い凝縮点）で有利に達成される。

【0062】

ＭＰ処理ユニットによって、ＨＰストリッパに由来するＣＯ_２がＭＰ処理ユニットからの第１のＭＰガス流に含まれるＣＯ_２を使用し、ＭＰ凝縮部で回収することができ、その結果、ＨＰストリッパの蒸気消費量は一定のストリッピング効率αで低くなり得る。それによって、比較的多くのＣＯ_２を有利にＨＰストリッパに供給することができる。アンモニア消費ユニット、例えば、硝酸アンモニウム部を有する好ましい実施形態では、ＨＰストリッパは、ストリッピングされた尿素溶液（カルバメートとしても）に含まれ、好ましいＬＰ解離器によって受け取られるＮＨ_３が好ましいアンモニア消費ユニットで使用され、例えば、好ましい硝酸アンモニウム部で反応され得るように、尿素溶融物のみを生成する尿素製造部と比較して、比較的低いストリッピング効率αで有利に動作し得る。当業者であれば、尿素プラントの文脈において、当技術分野で使用される用語であるより低いストリッピング効率αが、利点を提供し得ることを理解する。

【0063】

ＭＰ凝縮部は、１つ以上のＭＰカルバメート凝縮器を備え、例えば、ＨＰ合成部への再循環流路に接続されたＭＰカルバメート溶液のための液体出口を有する。ＭＰ凝縮部はまた、非凝縮ガスのための出口も備える。ガスは、例えば、吸収器又はスクラバに、又は例えば、任意のＡＮ部の中和部に供給される。典型的には、プラントは、カルバメート溶液のためのＭＰユニットからＨＰ合成部までの再循環流路のみを備える。通常、プラントは、アンモニア凝縮器を備えておらず、ＨＰ合成部へのアンモニアの専用再循環流路も備えていない。

【0064】

ＭＰ凝縮部は、任意に、第１のＭＰカルバメート凝縮器の下流に配置された第２のＭＰカルバメート凝縮器として、冷却流体、例えば、冷却水などの冷却液で動作されるＭＰカルバメート凝縮器を備えてもよく、第１の凝縮器は、例えば、以下で説明するように、前蒸発器と熱統合されている。第２の凝縮器は、例えば、シェルアンドチューブ式熱交換器である。第２の凝縮器は、例えば、第１のＭＰカルバメート凝縮器から蒸気及び液体の両方を受け取る。ＭＰ凝縮部は、特に、カルバメート溶液を非凝縮ガスから分離するための気体／液体分離器を更に備える。

【0065】

ＭＰ凝縮部は、好ましくは、水性流、例えば、アンモニア水、例えば、廃水処理部からの水性流、又は例えば、蒸気凝縮物を受け取る。それによって、カルバメートの結晶化が有利に回避される。任意に、ＭＰ凝縮部は、使用される場合、例えば、任意のＬＰカルバメート凝縮器からＬＰカルバメート溶液を受け取る。

【0066】

任意に、ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）内の少なくとも１つの凝縮器は、熱交換壁を介して、任意の前蒸発器（ｐｒｅ－ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ、ＰＥＶ）と熱交換接触しており、前蒸発器は、尿素溶液、例えば、本明細書で前述するように、かつ以下で説明するように、ＬＰ解離器から直接的又は間接的に受け取った尿素溶液を、加熱による水蒸発によって濃縮して濃縮尿素溶液及び蒸気流を生じさせるために使用される。カルバメート凝縮は発熱性である。これは、熱統合に有利となる。

【0067】

前蒸発器は、例えば、熱交換部及び気体／液体分離部を備える。前蒸発器内の尿素溶液は、例えば、０．４バール～０．６バールの絶対値である。

【0068】

本明細書で使用される「前蒸発器」という用語は、更なる蒸発器を使用する必要があることを意味するものではない。例えば、濃縮尿素溶液は、例えば、ＵＡＮ（硝酸尿素アンモニウム液体肥料）を製造するためにそのように使用されてもよい。濃縮尿素溶液を更に濃縮して、例えば、尿素溶融物を提供してもよく、プラントは、前蒸発器からの尿素溶液を更に濃縮するための蒸発部を備えてもよい。

【0069】

ＭＰ凝縮部、特に第１のＭＰ凝縮器は、例えば、熱交換壁と、当該壁を通して互いに熱交換接触している第１のゾーン及び第２のゾーンと、第１のゾーン内のＭＰプロセス流体、特に凝縮される第１のＭＰガス流及び第２のＭＰガス流と、第２のゾーン内の尿素溶液と、を有する熱交換器によって少なくとも部分的に提供される。ＭＰ凝縮部は、例えば、シェル内にＭＰプロセス媒体及びチューブ内に尿素溶液を有するシェルアンドチューブ式熱交換器、特に当該第１のＭＰ凝縮器によって提供される。第２のゾーンは、例えば、第１のゾーンよりも低い圧力で動作される。熱交換器は、有利にも、熱統合を提供する。

【0070】

ＭＰＣＣ内の有利に比較的低いＮ／Ｃ比は、比較的高い温度でのカルバメート凝縮を可能にし、熱統合による前蒸発器内の効率的な水蒸発に寄与する。

【0071】

好ましくは、ＭＰ解離器からのＭＰ尿素溶液は、ＬＰに膨張され、好ましくはＬＰで加熱され、ＬＰ処理ユニット（ＬＰ解離器など）で気体／液体分離して、アンモニア及び／又はカルバメートを除去することによって尿素溶液を更に精製し、ＬＰ尿素流及びＬＰガス流を生じさせる。ＬＰへの膨張及びＬＰでの加熱は、例えば、専用のＬＰ処理ユニットで、又はＭＰ処理ユニットの液体出口の下流の尿素溶液を処理するために使用されるのと同じＬＰ処理ユニットで行われる。

【0072】

したがって、プラントは、好ましくは、低圧（ＬＰ）解離器と、ＬＰカルバメート凝縮器と、流路、例えば、当該ＭＰ解離器から当該ＬＰ解離器への任意でＭＰストリッパを介した尿素溶液のための液体流れ接続と、当該ＬＰ解離器から当該ＬＰカルバメート凝縮器へのガス流路と、を備える。

【0073】

ＬＰガス流は、例えば、ＬＰカルバメート凝縮器中でＬＰカルバメート流に凝縮されるか、又は例えば、アンモニア含有ガス流として、アンモニア消費ユニット、例えば、中和ユニット、例えば、好ましく使用されるＡＮ部の中和ユニットに供給される。

【0074】

好ましくは、プラントは、低圧（ＬＰ）解離器と、ＬＰカルバメート凝縮器と、ＭＰ解離器からＬＰ解離器への尿素溶液の流路と、ＬＰ解離器からＬＰカルバメート凝縮器へのガス流路と、を備える。好ましくは、プラントは、好ましくは断熱ＭＰストリッピング用の、当該ＭＰ解離器からの尿素溶液のための入口と、ＭＰフラッシュ容器からのＣＯ_２含有ガス流、例えば、ＭＰＣＯ_２供給物及び／又はガスのための入口と、ストリッピングされたＭＰ尿素溶液のための出口と、ＭＰ凝縮部に接続されたガス流のための出口と、を有するＭＰストリッパを備え、好ましくは、プラントは、ＭＰストリッパからＬＰ解離器へのストリッピングされたＭＰ尿素溶液のための液体流路を備える。ＭＰストリッパの詳細は以下に説明する。

【0075】

反応器からの尿素合成溶液は、少なくとも２つの部分に分流され、例えば、５０体積％～９０体積％の第１の部分がＨＰストリッパに供給され、例えば、１０体積％～５０体積％の第２の部分が中圧解離器に供給される（尿素合成溶液の総体積に基づくパーセンテージ）。有利にも、この比率を調整することができ、それによって、例えば、尿素合成溶液のための流路に設けられたバルブを使用して、プラントの柔軟性を高めることができる。例えば、需要が低い期間には、ＭＰ処理部への尿素合成溶液の供給を少なくして、総尿素生産量を低下させてもよい。比率は、ＭＰ及びＬＰ部から合成への再循環流が最小化されるような方法で最適化される。これにより、合成部の水分が少なくなり、尿素合成がより効率的になる。

【0076】

いくつかの実施形態では、尿素生成プロセスは、少なくとも３０体積％又は少なくとも４０体積％の尿素合成溶液をＭＰ解離器に供給して、少なくともいくつかの期間にわたって動作される。

【0077】

尿素合成溶液の分流は、例えば、ＨＰ合成部に含まれる分流器及びＨＰで行われる。

【0078】

いくつかの実施形態では、尿素製造部のＣＯ_２供給物の一部は、ＭＰ供給物ＣＯ_２流としてＭＰ凝縮部に直接的又は間接的に供給される。

【0079】

好ましい実施形態では、ＭＰ凝縮部へのＭＰ供給物ＣＯ_２流の量は、第１のＭＰガス流に含まれるＣＯ_２の量の７０％未満、又は６０％未満、及び例えば１０％超である。それによって、ＭＰ凝縮部に供給されるＣＯ_２のかなりの部分は、ＨＰストリッパから尿素溶液を処理するＭＰ処理ユニットに由来し、好ましくは、この処理は、断熱ＭＰフラッシングである。

【0080】

ＭＰ供給物ＣＯ_２流は、例えば、尿素プラントのＣＯ_２圧縮機から、又はバッテリリミットから得られる。いくつかの実施形態では、ＣＯ_２圧縮機は、多段圧縮機であり、追加のＣＯ_２流は、任意に、圧縮機の中間段階から抽出される。いくつかの実施形態では、ＭＰ供給物ＣＯ_２流は、専用ＭＰＣＯ_２圧縮機から取得される。

【0081】

関心のある任意の実施形態では、ＭＰ解離器由来の尿素溶液は、ＭＰストリッパ内で、好ましくは加熱有り、又は無しで、ガス流、例えば、ＣＯ_２ガス流及び／又はＭＰ処理ユニット由来の第１のＭＰガス流との向流直接接触に供される。この任意の接触は、ストリッピング効果、特に尿素溶液からのＮＨ_３のストリッピング効果を提供し得る。ＭＰで加熱しないストリッピングは、断熱ＭＰストリッピングと称され得る。ＭＰ溶液は、向流直接接触に、すなわち、ＭＰで供される。

【0082】

任意のＭＰ断熱ストリッピングに使用されるガス流は、例えば、第１のＭＰガス流及び／又はＭＰ供給物ＣＯ_２流である。いくつかの実施形態では、任意のＭＰ断熱ストリッピングには、ＭＰ供給物ＣＯ_２流のみが使用される。いくつかの実施形態では、ＭＰフラッシュ蒸気とＭＰ供給物ＣＯ_２流との可変的組み合わせが、任意のＭＰ断熱ストリッピングに使用される。任意のＭＰ断熱ストリッパでは、ストリッピングに使用されるガスは、例えば、尿素溶液と向流直接接触されている。

【0083】

使用される場合、ＭＰストリッパは、例えば、当該尿素溶液をガス流、例えば、第１のＭＰガス流と直接接触させることによって、ＭＰ解離器から尿素溶液を断熱的にストリッピングし、気体／液体分離して、ＭＰＣＣに供給されるガス流、及び低圧部、例えば、ＬＰ解離器に供給されるストリッピングされたＭＰ尿素溶液を生じさせるように構成される。

【0084】

例えば、任意のＭＰストリッパは、当該気体／液体接触のための充填床を備える。

【0085】

任意のＭＰストリッパでは、尿素溶液のＮ／Ｃ比は、例えば、約６から約３に減少する（例示的な値のみ）。したがって、ＭＰストリッパは、ＨＰ合成部の高圧ＣＯ_２ストリッパと同様に、Ｎ／Ｃ比の低下を提供する。

【0086】

「ストリッピング」という用語は、任意のＭＰストリッパが、その中で接触するガス／液体がＮ／Ｃ比の低下に寄与することを広く示すために使用される。ＭＰストリッピングは、例えば、いくつかのＣＯ_２を液体に吸収させ、一部のＮＨ_３を液相から気相に移すことを伴い得る。出口の液体は、例えば、入口の液体の９０重量％～１１０重量％である。任意のＭＰ断熱ストリッピングは、必ずしも液相の大幅な質量減少を伴わない。

【0087】

例えば、そのような任意のＭＰストリッパを有する実施形態では、プラントは、例えば、低圧（ＬＰ）解離器と、ＬＰカルバメート凝縮器と、ＭＰストリッパから当該ＬＰ解離器への尿素溶液のための液体流路と、当該ＬＰ解離器から当該ＬＰカルバメート凝縮器へのガス流路と、を更に備える。これらのＬＰユニットは、オプションのＭＰストリッパなしでも使用することができ、その場合、プラントは、ＭＰ解離器からＬＰ解離器へ直接的又は間接的に尿素溶液のための液体流路を備える。ＭＰ解離器から直接尿素溶液を受け取るＬＰ解離器は、ＭＰ処理ユニットから直接的又は間接的に、かつＨＰストリッパから間接的に尿素溶液を受け取る好ましいＬＰ解離器、又は追加のＬＰ解離器であり得る。

【0088】

ＭＰ解離器の下流のＬＰ解離器は、任意のＭＰストリッパの有無にかかわらず、例えば、硝酸プラントの記載された中和ユニットなどのアンモニア消費ユニットのガス入口に接続されたガス出口を有する。

【0089】

尿素合成溶液は、アンモニアが豊富（例えば、少なくとも３．０のＮ／Ｃ）であるため、ＭＰ解離器からの第２のＭＰガス流もアンモニアが豊富である。ＭＰ凝縮部においてＭＰでこのガスのカルバメートへ凝縮させるために、Ｎ／Ｃ比は、有利に調整（減少）されて、例えば、過剰なＮＨ_３を回避し、かつ／又は、例えば、ＭＰ解離器中の比較的大きな割合の尿素合成溶液を処理するためにより大きな柔軟性を提供する。本発明では、非常に有利にも、例えば、好ましいＭＰフラッシュからの第１のＭＰガス流を、Ｎ／Ｃ比のこの調整に使用してもよい。これにより、原料ＣＯ_２供給物の大部分、又は全てが尿素プラントに導入され、特にＨＰストリッパで高圧で処理され、それによって、ＭＰ凝縮部で原料供給物ＣＯ_２のみが当該Ｎ／Ｃ調整に使用される基準プロセスと比較して、ＨＰストリッパ効率及び尿素収率が改善され、かつ／又はエネルギー消費が削減され得る。好ましいＡＮ部を有する実施形態では、ＡＮ部からのＣＯ_２排出量はまた、ＭＰ処理ユニット及びＭＰ凝縮部を通るＣＯ_２回収によって有利に低減される。

【0090】

ＨＰストリッパの周りの尿素合成溶液の一部をＭＰ処理部に迂回させることで、ストリッパが製作及び輸送のために重くなり過ぎるかつ／又は大きくなり過ぎることなく、大きな尿素容量を持つ単一ライン（単一トレイン）尿素プラントが可能になる。

【0091】

尿素製造部は、ＬＰ尿素溶液などの尿素溶液を生成する。尿素溶液は、例えば、ＵＡＮなどの液体肥料を製造するため、かつ他の目的のために部分的又は全体的に使用され得る。尿素溶液は、例えば、蒸発部で尿素溶融物を生成するために部分的又は全体的に使用されてもよい。尿素溶融物は、例えば、顆粒又はプリルとして、例えば、部分的に又は完全に、仕上げ部で固体尿素を製造するために使用されてもよい。尿素溶融物は、例えば、メラミンを製造するために部分的に又は全体的に使用され得る。また、これらの使用の組み合わせも可能である。

【0092】

本発明の態様は、尿素含有生成物を製造するためのプラントに関する。

【0093】

好ましくは、プラントは、ＭＰ処理ユニットの尿素溶液の出口の下流にある当該尿素生成部に含まれるユニットからのアンモニア含有ガスの入口を備えたアンモニア消費ユニットを更に備える。例えば、アンモニア消費ユニットは、ガスを排出するための出口を有し、動作中、ユニットによって受け取られた１つ以上のガス流に含まれるＣＯ_２は、少なくとも部分的に、又は完全に、当該出口を介して排出される。

【0094】

好ましくは、プラントは、硝酸をアンモニアで中和して硝酸アンモニウムを形成するために構成され、硝酸の入口と、ＭＰ処理ユニットの尿素溶液の出口の下流の当該尿素生成部に含まれるユニットからのアンモニア含有ガスの入口と、を有する中和部を備える硝酸アンモニウム部を更に備える。例えば、中和部又は硝酸アンモニウム部は、ガスを排出するための出口を有し、動作中に、中和部によって受け取られた１つ以上のガス流に含まれるＣＯ_２は、少なくとも部分的に、又は完全に、当該出口を通して排出される。

【0095】

いくつかの実施形態では、尿素含有生成物のうちの少なくとも１つは、尿素及びアンモニウム塩、例えば硝酸アンモニウムを含む。本発明はまた、尿素及び硝酸アンモニウムを生産するためのプラント、例えば、少なくともＵＡＮ（尿素硝酸アンモニウム）液体肥料を製造するためのプラントに関する。いくつかの実施形態において、プラントは、唯一の生成物として、ＵＡＮを有する。いくつかの実施形態において、プラントは、複数の尿素含有生成物を製造する。

【0096】

特定の実施形態では、ＭＰ処理ユニットからの尿素溶液は、ＬＰ解離器で処理され、ＬＰ尿素溶液及びアンモニア含有ＬＰガスを生じさせ、このガスは、例えば、アンモニア消費ユニット、例えば、硝酸アンモニウム（ＡＮ）プラントに供給され、特に、酸を中和するために、例えば、当該ＡＮ部で硝酸を硝酸アンモニウムに中和するために使用されるアンモニアの一部又は全部が供給される。ＬＰ解離器及び／又は追加のＬＰ解離器は、例えば、中和部のガス入口とガス流接続されたガス出口を有する。

【0097】

これらの実施形態では、プラントは、尿素と硝酸アンモニウムとの一体製造のためのプラントであり、プロセスは、尿素と硝酸アンモニウムとの一体製造のためのプロセスである。任意に、尿素生成物の一部又は全部、例えば、少なくとも１つのＬＰ解離器からのＬＰ尿素溶液の全部又は一部を硝酸アンモニウムと組み合わせて、例えば肥料として使用することができる尿素硝酸アンモニウム（ＵＡＮ）溶液を形成する。また、これらの実施形態では、尿素生成物の任意の第２の部分は、例えば、メラミンプラントのための供給物として使用されてもよく、又は例えば、固体尿素生成物を製造するための仕上げ部に供給されてもよい。

【0098】

ＡＮ部を有する実施形態では、ＬＰ部は、例えば、約１．５バールの絶対値など、１．１０バール～３．０バールの絶対値で動作される。比較的低い圧力は、ＬＰ解離器におけるより良いＮＨ_３除去に寄与する。ＡＮ部の中和部は、例えば、大気圧で動作する。

【0099】

有利には、ＭＰ処理ユニットは、ＡＮ部からの比較的低いＣＯ_２排出量に寄与する。このようにして、ＨＰＣＯ_２圧縮機の（ＨＰストリッパへのＣＯ_２供給物）の負荷が追加で低減される。

【0100】

本発明はまた、本明細書で前述及び以下に説明されるように、本発明のプラントで実施される尿素含有生成物を製造するためのプロセスに関する。このプロセスは、例えば、ＮＨ_３供給物とＣＯ_２供給物とを当該反応器内で反応させ、尿素合成溶液を生じさせることを含む。尿素合成溶液は、好ましくは、前述のスプリット比を使用して、少なくとも第１の部分及び第２の部分に分流される。第１の部分は、ＨＰストリッパに供給され、それによってストリッピングされた尿素溶液を得る。ストリッピングされた尿素溶液は、ＭＰ処理ユニット内で中圧での処理に供され、尿素以外の１つ以上の成分を溶液から除去し、当該第１のＭＰガス流と、より高い濃度の尿素を有するＭＰ尿素溶液と、を生じさせる。第２の部分は、当該ＭＰ解離において中圧解離に供され、当該第２のＭＰガス流及びＭＰ尿素溶液を生じさせる。プロセスは、当該第１のＭＰガス流及び当該第２のＭＰガス流を、それぞれ少なくとも部分的に当該ＭＰ凝縮部に供給することを更に含む。

【0101】

尿素製造プラントは、例えば、グラスルーツプラントであってもよいが、例えば、既存のプラントを改変することによって得られてもよい。

【0102】

本発明は、ＭＰ処理ユニットと、ＭＰ解離器と、ＭＰカルバメート凝縮器と、を追加することによって、ＣＯ_２ストリッピングタイプの既存の尿素プラントを改変する方法に関する。

【0103】

本発明はまた、ＨＰストリッパの下流にＭＰ処理ユニットを追加することによって、ＣＯ_２ストリッピングタイプであり、既にＭＰ解離器及びＭＰカルバメート凝縮器を備える既存の尿素プラントを改変する方法に関する。

【0104】

本発明はまた、尿素含有生成物を製造するための既存のプラントを改変する方法に関する。既存のプラントは、例えば、ＨＰストリッパと、ＮＨ_３及びＣＯ_２から尿素を形成するための反応器と、ＨＰカルバメート凝縮器と、を備えた高圧（ＨＰ）合成部を備えた尿素製造部を備え、反応器及びＨＰカルバメート凝縮器は、任意に組み合わされ、ＨＰストリッパは、ストリップガスとしてのＣＯ_２供給物のための入口を有する。既存のプラントはまた、典型的には、ＨＰＣＯ_２圧縮機を備える。この方法は、例えば、既存のプラントにまだ存在していない場合、ＭＰ解離器と、ＭＰ凝縮部と、尿素合成溶液のための出口からＭＰ解離器への接続と、ＭＰ解離器からＭＰ凝縮部への第２のＭＰガス流のためのガス流路と、を追加することを含む。方法は更に、プラントに、中圧（ＭＰ）処理ユニット、好ましくはＭＰ断熱フラッシュ容器と、当該ＨＰストリッパから当該ＭＰ処理ユニットへのストリッピングされた尿素溶液のための液体流路と、ＭＰ処理ユニットからＭＰ凝縮部への第１のＭＰガス流のためのガス流路と、を追加することを含む。

【0105】

任意に、この方法は、プラントの任意のＭＰストリッパを追加することを更に伴う。有利な実施形態では、この方法は、ＣＯ_２をＭＰに圧縮するために既存のプラントに専用のＣＯ_２圧縮機を追加し、ＭＰカルバメート凝縮器に直接的又は間接的に接続されたガス流路に接続されたＣＯ_２のための出口を有することを伴う。この実施形態では、有利にも、ＨＰＣＯ_２圧縮機を増加又は改変することなく、プラント容量を増加させることができる。

【0106】

説明された改変方法（既存のプラントを改変する方法）は、好ましくは、説明されたような本発明のプラントを与える。本発明のプラントの優先事項は、既存のプラントを改変する方法にも適用される。プラントに関連して説明されたユニットの詳細は、既存のプラントを改変する方法で使用又は追加されたユニットにも適用される。ＭＰカルバメート凝縮器からＨＰ合成部への液体出口の接続は、ＨＰカルバメートポンプを追加することを伴ってもよい。方法はまた、反応器容量を効果的に拡大するために後反応器を設置することを伴ってもよい。

【0107】

図１は、本発明によるプロセス及びプラントの例示的な実施形態を概略的に示す。

【0108】

このプラントは、高圧（ＨＰ）合成部（ＨＰＳＳ）を備えた尿素製造部（ＵＰＳ）を備え、ＨＰ部は、ＨＰストリッパ（ＨＰＳ）と、ＮＨ_３及びＣＯ_２から尿素を形成するための反応器（ＨＰＲ）、特にＨＰ尿素反応器と、ＨＰカルバメート凝縮器（ＨＰＣＣ）と、を備える。ＨＰストリッパは、ストリップガスとしてのＣＯ_２供給物用の入口を有する。反応器及びＨＰカルバメート凝縮器は、任意に、単一の容器内で組み合わされる。ＨＰカルバメート凝縮器（ＨＰＣＣ）は、水平浸漬凝縮器として概略的に図示された一例に過ぎない。任意に、ＨＰカルバメート凝縮器（ＨＰＣＣ）内で既に一部の尿素形成が起こる。ＨＰ合成部、例えば、ＨＰカルバメート凝縮器は、ＮＨ_３供給物用の入口を備える。

【0109】

尿素生成部は、中圧（ＭＰ）処理ユニット（ＭＰＴＵ）と、ＭＰ解離器（ＭＰＤ）と、ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）と、を更に備える。ＨＰ尿素反応器は、ＨＰストリッパへの第１の液体流路（１ａ）に接続された尿素合成溶液（１）のための出口と、ＭＰ解離器（ＭＰＤ）への第２の液体流路（１ｂ）と、を有する。

【0110】

尿素製造部は、ＨＰストリッパ（ＨＰＳ）からＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）へのストリッピングされた尿素溶液（２）のための液体流路と、ＨＰストリッパからのガス流（３）のためのガス流路と、ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）からＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）への第１のＭＰガス流（４）のためのガス流路と、ＭＰ解離器（ＭＰＤ）からＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）への第２のＭＰガス流（５）のためのガス流路と、を備える。

【0111】

ＨＰストリッパからのガス（３）は、ＨＰカルバメート凝縮器（ＨＰＣＣ）に送られ、そこで凝縮される。カルバメート含有流（６）は、反応器に供給される。ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）は、第１のＭＰ尿素溶液のための出口（７）を有する。ＭＰ解離器（ＭＰＤ）は、第２のＭＰ尿素溶液のための出口（８）を有する。ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）は、ＭＰカルバメート溶液用の出口（９）と、ガス用の出口（１０）と、を有する。ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）は、例えば、尿素溶液（１１ａ）を加熱してその溶液から水を除去するために使用される任意の前蒸発器（ＰＥＶ）と熱交換接触している熱交換壁を有する。濃縮尿素溶液（１１ｂ）は、例えば、固体尿素を生成するための任意の仕上げ部に供給される。

【0112】

典型的には、図示されるように、ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）からの尿素溶液（７）は、ＬＰ熱処理ユニットとしても記載され得、溶液を加熱するために使用されるＬＰ解離器（ＬＰＤ）に直接的又は間接的に供給される。ＬＰ解離器（ＬＰＤ）は、ＬＰ尿素溶液用出口（１１）と、ＬＰガス用出口（１２）と、を有する。ＬＰガスは、例えば、アンモニア消費ユニット、例えば、硝酸アンモニウム部（ＡＮ）の中和部に直接的又は間接的に供給される。反応器は、例えば、ガスのための出口（１３）を有し、このガスは、例えば、中和部にも供給される。

【0113】

既存のプラントを改変する例示的な方法では、ＭＰ処理ユニット、ＭＰ解離器、及びＭＰ凝縮部が、既存のプラントに追加され、前蒸発器も追加される。それぞれの流れ接続も追加される。

【0114】

図２は、任意のＭＰストリッパ（ＭＰＳ）を用いた、本発明によるプロセス及びプラントの例示的な実施形態を概略的に示す。ＭＰ任意ストリッパは、ＭＰ解離器（ＭＰＤ）から尿素溶液（８）を受け取り、ＣＯ_２ストリップガス、典型的にはＭＰＣＯ_２ガス流、例えば、第１のＭＰガス流（４）及び／又は気体ＭＰＣＯ_２供給物のための入口を有する。気体ＭＰＣＯ_２供給物は、ＨＰストリッパへのＨＰＣＯ_２供給物に加えて、任意に使用される。任意のＭＰストリッパ（ＭＰＳ）は、ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）に接続されたガス流（１５）用の出口と、ＬＰ解離ユニット（ＬＰＤ－２）に接続された尿素溶液用の出口（１４）と、を有する。任意のＭＰストリッパ（ＭＰＳ）はまた、第１のＭＰガス流（４）を受け取ってもよい。ＬＰ解離ユニットは、典型的には、ＬＰカルバメート凝縮器へのガス流路に接続された出口（１６）と、ＬＰ尿素溶液のための出口（１７）と、を有する。代替の実施形態では、ガス出口（１６）は、硝酸アンモニウム部（ＡＮ）の中和部と接続されている。

【0115】

本出願では、プロセス流（すなわち、蒸気ラインではない）について、高圧（ＨＰ）は、１００バール超、例えば、１２０バール～３００バール、典型的には１５０バール～２００バールである。中圧（ＭＰ）は、例えば１０バール～７０バール（３０バール～７０バールの中圧を含む）、特に１０バール～４０バールであり、低圧（ＬＰ）は、例えば１．０バール～１０バール、特に１．０バール～８バール、例えば１．５バール～５バールである。全ての圧力は、バール絶対値である。

【0116】

本明細書で反応器に使用されるＮ／Ｃ比、すなわち、ＮＨ_３対ＣＯ_２モル比は、尿素プラントの技術分野で使用されるＮＨ_３、ＣＯ_２及びＨ_２Ｏのみからなる、尿素製造前のいわゆる初期混合物の組成を反映している。具体的には、反応ゾーンのＮ／Ｃ比は、当技術分野で従来使用されている用語として、反応器出口で測定されたＮＨ_３、ＣＯ_２及びＨ_２Ｏのみからなる、尿素製造前のいわゆる初期混合物の組成を反映している。カルバメート凝縮器のＮ／Ｃ比は、カルバメート溶液の出口で測定されたＣＯ_２に対するＮＨ_３のモル比である。ガス流のＮ／Ｃ比は、ＮＨ_３対ＣＯ_２のモル比である。ＨＰ合成部の下流の尿素溶液のＮ／Ｃ比は、対応する量のＮＨ_３及びＣＯ_３に変換されたカルバメートに基づいて、すなわち尿素成分を考慮しない、実際の混合物のＮＨ_３対ＣＯ_２のモル比である。

【0117】

本明細書で使用される場合、「カルバメート」という用語は、尿素プラントの技術分野で従来使用されるカルバメートアンモニウムを指す。

【0118】

「典型的な」及び「特に」という用語は、いくつかの実施形態で使用することができるが、必須ではない特徴を示すために使用される。また、好ましい特徴は、必須ではない。

【0119】

「液体連通」という用語及び「液体流路」という用語は、任意にいくつかの中間ユニットを通って、２つのユニット間の液体の通過を可能にする流路（例えば、管又はダクト）を指す。液体連通（及び液体流路）は、気相輸送を伴わず、したがって、蒸発器、蒸気のための流路、及び凝縮器によって接続される２つのユニットは、液体連通していない（液体流路によって接続されていない）が、（気相輸送及び液体輸送の両方を包含する）流体連通している。第１のユニットは、例えば、第１のユニットの液体の出口が凝縮器の入口に接続され、凝縮器の液体の出口が第２のユニットの入口に接続されている場合、第２のユニットと液体連通している。

【0120】

ストリッパ効率（α）は、典型的にはストリッパの液体出口で測定される、尿素（及びビウレット）に変換されたアンモニアの量をアンモニアの総量で割ったものとして定義される。この定義は、ストリッパの出口に基づくＮＨ_３変換の定義と同等である。したがって、ストリッパの液体出口で測定される、α＝（２＊重量％尿素／６０）／（（２＊重量％尿素／６０）＋（重量％ＮＨ_３／１７））であり、ここで、重量％ＮＨ_３は、カルバミン酸アンモニウムを含む全てのアンモニア種を含む。当業者であれば、「ストリッピング効率」がストリッパ液体出口における尿素純度を指し、ストリッパのエネルギー効率を指すのではないことを理解する。

【0121】

カルバメート凝縮器での凝縮は、いわゆるカルバメート凝縮を指し、これは、ＮＨ_３とＣＯ_２が液体であるカルバメートアンモニウムに反応することを伴い、その結果、要するに気体のＮＨ_３及びＣＯ_２が液相のカルバメートになる。カルバメート分解は、ＮＨ_３及びＣＯ_２へのカルバメートの解離反応を指す。

【0122】

本明細書で使用される場合、「シェル空間」という用語は、シェルアンドチューブ式熱交換器のシェル側空間を指す。

【0123】

本発明のプラントについて示される優先事項は、本発明の改良方法及びプロセスにも適用される。本発明の尿素製造プロセスは、本発明のプラントにおいて実施されることが好ましい。統合されたプロセスは、統合されたプラント内で実施されることが好ましい。本発明の改良方法は、好ましくは、本発明のプラントを改変プラントとして与える。

【0124】

本開示のいくつかの実施形態は、尿素含有生成物を製造するためのプラント及びプロセスに関する。プラントは、それぞれが尿素合成溶液の一部を受け取る中圧解離ユニット及び高圧ＣＯ_２ストリッパを備える。ストリッピングされた尿素溶液は、中圧処理ユニットで更に処理される。

【0125】

実施例１
本発明による尿素プラントでは、特に図２に記載されているが、硝酸アンモニウム部（ＡＮ）の中和部に接続されたガス出口（１６）を用いて、３４，０００ｋｇ／時のＣＯ_２がＨＰストリッパに供給され、４，０００ｋｇ／時の気体ＭＰＣＯ_２流がＭＰストリッパ（ＭＰＳ）に供給され、流れ（１５）を介して大部分がＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）に供給され、７，０００ｋｇ／時のＣＯ_２がＭＰ断熱フラッシュ容器であるＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）でストリッピングされた尿素溶液（２）から除去され、ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）からＭＰストリッパ（ＭＰＳ）に第１のＭＰガス流（４）として供給された。これにより、ＣＯ_２はＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）で完全に凝縮された。硝酸アンモニウム部（ＡＮ）からのＣＯ_２排出量が、７，０００ｋｇ／時のＣＯ_２で削減され、前蒸発器（ＰＥＶ）で有利な尿素濃度が達成された。

【符号の説明】

【0126】

１ 尿素合成溶液、１ａ 第１の液体流路、１ｂ 第２の液体流路、２ 尿素溶液、４ 第１のＭＰガス流、５ 第２のＭＰガス流、７ ＭＰ尿素溶液、８ 液体流路、９ カルバメート溶液、１１ ＬＰ尿素溶液、１１ａ 尿素溶液、１２ アンモニア含有ＬＰガス、ＡＮ 硝酸アンモニウム部、ＨＰ 高圧、ＨＰＣＣ ＨＰカルバメート凝縮器、ＨＰＲ 反応器、ＨＰＳ ＨＰストリッパ、ＨＰＳＳ 高圧合成部、ＬＰ 低圧、ＬＰＤ 低圧解離器、ＭＰ 中圧、ＭＰＣＣ ＭＰ凝縮部、ＭＰＤ ＭＰ解離器、ＭＰＦ ＭＰフラッシュ容器、ＭＰＴＵ 中圧処理ユニット、ＰＥＶ 前蒸発器、ＵＰＳ 尿素製造部

【図1】

【図2】

【手続補正書】

【提出日】2022-11-09

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

尿素含有生成物を製造するためのプラントであって、前記プラントは、ＨＰストリッパ（ＨＰＳ）と、ＮＨ_３及びＣＯ_２から尿素を形成するための反応器（ＨＰＲ）と、ＨＰカルバメート凝縮器（ＨＰＣＣ）と、を備えた高圧（ＨＰ）合成部（ＨＰＳＳ）を備えた尿素製造部（ＵＰＳ）を備え、前記反応器及び前記ＨＰカルバメート凝縮器は、任意に組み合わされ、前記尿素製造部は、中圧（ＭＰ）処理ユニット（ＭＰＴＵ）と、ＭＰ解離器（ＭＰＤ）と、ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）と、を更に備え、
前記反応器は、前記ＨＰストリッパに接続された第１の液体流路（１ａ）に接続された尿素合成溶液（１）の出口を有し、前記出口はまた、前記ＭＰ解離器（ＭＰＤ）に接続された第２の液体流路（１ｂ）に接続され、前記第２の液体流路（１ｂ）は、前記ＨＰストリッパを迂回し、
前記ＨＰストリッパは、ストリップガスとしてのＣＯ_２供給物のための入口を有し、
前記プラントは、前記ＨＰストリッパ（ＨＰＳ）から前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）へのストリッピングされた尿素溶液（２）のための液体流路と、前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）から前記ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）への第１のＭＰガス流（４）のためのガス流路と、前記ＭＰ解離器（ＭＰＤ）から前記ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）への第２のＭＰガス流（５）のためのガス流路と、を備える、プラント。

【請求項2】

前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）及び前記ＭＰ解離器（ＭＰＤ）は、並列に配置されている、請求項１に記載のプラント。

【請求項3】

前記ＭＰ解離器（ＭＰＤ）は、加熱流体として蒸気を使用する熱交換器である、請求項１又は２に記載のプラント。

【請求項4】

前記プラントは、硝酸をアンモニアで中和して硝酸アンモニウムを形成するように構成され、硝酸の入口と、前記ＭＰ処理ユニットの尿素溶液の出口の下流にある前記尿素製造部に含まれるユニットからのアンモニア含有ガスの入口と、を有する中和部を備える硝酸アンモニウム部（ＡＮ）を更に備え、前記プラントは、低圧（ＬＰ）解離器（ＬＰＤ）、及び前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）から前記ＬＰ解離器へのＭＰ尿素溶液（７）のための液体流路（７）と、前記ＬＰ解離器から前記中和部へのアンモニア含有ＬＰガス（１２）のためのガス流路（１２）と、を更に備える、請求項１～３のいずれか一項に記載のプラント。

【請求項5】

前記プラントは、前記ＭＰ解離剤（ＭＰＤ）から前記ＬＰ解離器又は追加のＬＰ解離剤への液体流路（８）を更に備え、前記追加のＬＰ解離器は、ＬＰ尿素溶液の出口と、前記中和部に接続された第２のアンモニア含有ＬＰガス流の出口と、を有する、請求項４に記載のプラント。

【請求項6】

前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）は、前記ストリッピングされた尿素（２）溶液を受け入れ、前記第１のＭＰガス流（４）の出口と、ＭＰ尿素溶液（７）の出口と、を有するＭＰフラッシュ容器（ＭＰＦ）を備える、請求項４又は５に記載のプラント。

【請求項7】

前記ＭＰ縮合部（ＭＰＣＣ）のカルバメート溶液（９）の液体出口が、前記ＨＰ合成部への再循環流路に接続されている、請求項１～６のいずれか一項に記載のプラント。

【請求項8】

前記プラントは、尿素溶液（１１ａ）から水を除去するための前蒸発器（ＰＥＶ）を備え、前記ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）は、前記前蒸発器（ＰＥＶ）と熱を交換するための熱交換壁を備え、
好ましくは、前記プラントは、チューブ側及びシェル側を有するシェルアンドチューブ式熱交換器を備え、前記チューブ側は、前記前蒸発器（ＰＥＶ）を提供し、前記シェル側は、前記ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）の少なくとも一部を提供する、請求項１～７のいずれか一項に記載のプラント。

【請求項9】

前記プラントは、ＨＰ尿素合成溶液のための流路の前記第１の液体流路及び前記第２の液体流路へのスプリットを備える、請求項１～８のいずれか一項に記載のプラント。

【請求項10】

前記スプリットは、バルブを含む、請求項９に記載のプラント。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか一項に記載のプラントで行われる尿素含有生成物を製造するためのプロセスであって、前記プロセスは、
－ＮＨ_３供給物とＣＯ_２供給物とを前記反応器内で反応させて、尿素合成溶液を生じさせるステップと、
－前記尿素合成溶液を、少なくとも第１の部分と第２の部分とに分流するステップと、
－前記第１の部分を前記ＨＰストリッパに供給し、それによってストリッピングされた尿素溶液を得るステップと、
－前記ストリッピングされた尿素溶液を、前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）内で中圧での処理に供して、前記第１のＭＰガス流（４）を生じさせるステップと、
－前記ＭＰ解離器（ＭＰＤ）中で前記第２の部分を中圧解離に供して、前記第２のＭＰガス流（５）及びＭＰ尿素溶液を生じさせるステップと、
－前記第１のＭＰガス流及び第２のＭＰガス流を少なくとも部分的に前記ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）に供給するステップと、を含む、プロセス。

【請求項12】

ＮＨ_３及びＣＯ_２は、ＮＨ_３対ＣＯ_２のモル比が２．０未満で、前記ＭＰ処理ユニット内の前記ストリッピングされた尿素溶液から除去される、請求項１１に記載のプロセス。

【請求項13】

前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）における前記処理は、前記ストリッピングされた尿素溶液（２）の実質的な断熱フラッシングを伴い、前記第１のＭＰガス流（４）を生じさせる、請求項１１又は１２に記載のプロセス。

【請求項14】

前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）から直接的又は間接的に受け取った尿素溶液（７）を低圧解離に供してＬＰ尿素溶液（１１）及びアンモニア含有ＬＰガス（１２）を生じさせるステップと、前記アンモニア含有ＬＰガス（１２）を使用して硝酸を中和して硝酸アンモニウムを形成するステップと、を更に含む、請求項１１～１３のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項15】

尿素含有生成物を製造するための既存のプラントを改変する方法であって、前記既存のプラントは、ＨＰストリッパ（ＨＰＳ）と、ＮＨ_３及びＣＯ_２から尿素を形成するための反応器（ＨＰＲ）と、ＨＰカルバメート凝縮器（ＨＰＣＣ）と、を備えた高圧（ＨＰ）合成部（ＨＰＳＳ）を備えた尿素製造部（ＵＰＳ）を備え、前記反応器及び前記ＨＰカルバメート凝縮器は、任意に組み合わされ、前記ＨＰストリッパは、ストリップガスとしてのＣＯ_２供給物のための入口を有し、
前記方法は、
－前記既存のプラントにまだ存在していない場合、ＭＰ解離器（ＭＰＤ）と、ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）と、尿素合成溶液（１）の出口から前記ＨＰストリッパを迂回する前記ＭＰ解離器（ＭＰＤ）への接続と、
－中圧（ＭＰ）処理ユニット（ＭＰＴＵ）、及び前記ＨＰストリッパ（ＨＰＳ）から前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）へのストリッピングされた尿素溶液（２）のための液体流路と、前記ＭＰ処理ユニット（ＭＰＴＵ）から前記ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）への第１のＭＰガス流（４）のためのガス流路と、
－前記プラントにまだ存在していない場合、前記ＭＰ解離器（ＭＰＤ）から前記ＭＰ凝縮部（ＭＰＣＣ）までの第２のＭＰガス流（５）のためのガス流路と、を追加することを含み、それによって、請求項１に記載のプラントを得る、方法。

【国際調査報告】